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當(dāng)前位置：密挲科技導(dǎo)熱塑料的前景與市場分析
發(fā)布時間：2022-12-02 13:35:53
密挲科技導(dǎo)熱塑料的前景分析
假如塑料也能高導(dǎo)熱，你會想到什么呢？也許有一天，您家中的暖氣片，熱水管甚至燈罩都會被導(dǎo)熱塑料取而代之，你家的地暖也裝上具備金屬一樣的導(dǎo)熱性塑料管道，你會不會驚訝？
高強(qiáng)度/重量比、易加工及耐腐蝕性雖然已經(jīng)使塑料在很多應(yīng)用領(lǐng)域取代了金屬，然而金屬仍然在導(dǎo)熱領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。為此，人們對于提高熱塑性塑料的導(dǎo)熱性能的努力一直沒有停止過。一般來說，塑料的成本比壓鑄鋁材這種傳統(tǒng)散熱片材料的成本要低，并且前者具有更大的設(shè)計自由度。因此，人們提高塑料導(dǎo)熱性能的熱情不斷升溫。
下面，介紹一個導(dǎo)熱塑料在日益受到廣泛關(guān)注領(lǐng)域中的應(yīng)用——LED。
作為環(huán)保節(jié)能的新一代綠色光源和照明技術(shù)，大功率 LED近年來得到快速發(fā)展。然而照明用高功率LED的發(fā)光效率只有20%~30%，且晶片面積非常小，雖然整體消費電力非常低，不過單位面積的發(fā)熱量卻很大。而熱對LED的發(fā)光效率及壽命有著很大的影響。當(dāng)LED的溫度由25 ℃ 上升至100 ℃ 時 ， 其發(fā)光效率將會衰退20 ％到75 ％ 不等。此外，當(dāng) LED 的操作環(huán)境溫度越高，其產(chǎn)品壽命也越低。因此，做好LED的散熱對增加LED 的發(fā)光效率和使用壽命起著至關(guān)重要的作用。目前，大規(guī)模LED集成電路散熱的瓶頸之一在于LED器件與散熱器連接層的熱界面材料。其作用在于將LED在工作過程中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至熱沉。因此在要求其具有良好的可加工性，或者說柔性的同時，還希望其具有良好的導(dǎo)熱性。
傳統(tǒng)的熱界面材料以使用環(huán)氧樹脂為主，但其導(dǎo)熱性很差，導(dǎo)熱系數(shù)小于1 W/m·k. 所以，若能提高其導(dǎo)熱率，將使散熱的瓶頸之處大大改善，從而提高整個器件體系的散熱效率。
密挲科技生產(chǎn)的導(dǎo)熱塑料在其他諸多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用價值。許多特殊導(dǎo)熱場合希望其導(dǎo)熱材料具有優(yōu)良的綜合性能，如質(zhì)輕、耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)、電絕緣性優(yōu)異、耐沖擊、加工成型簡便等。而這些是傳統(tǒng)的金屬和金屬氧化物以及其他非金屬材料無法達(dá)到的。比如說，這種材料可以代替金屬應(yīng)用于需要良好導(dǎo)熱性和優(yōu)良耐腐蝕性能的環(huán)境如換熱器、太陽能熱水器、蓄電池的冷卻器等。
所以，隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對綠色能源材料的關(guān)注度也在不斷提高。塑料，這種看似柔弱常見的材料，也被開發(fā)出了不一樣的色彩。相信在未來的發(fā)展中，導(dǎo)熱塑料必將在起到不可替代的作用。
密挲科技導(dǎo)熱膜的市場分析
近年來，隨著系統(tǒng)級封裝等新型封裝技術(shù)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品日益朝著輕薄化和集成化方向的發(fā)展，但這通常會導(dǎo)致更高的發(fā)熱溫度。過熱往往會導(dǎo)致器件的壽命和運行穩(wěn)定性大幅下降。如何實現(xiàn)有效散熱已逐漸成為制約電子器件發(fā)展的瓶頸問題。
聚合物材料因其質(zhì)輕，優(yōu)異的絕緣性，易加工，價格低等優(yōu)勢，已經(jīng)在電子器件中得到了廣泛應(yīng)用。它們作為電子封裝系統(tǒng)中的重要組成部分，也是距離熱源最近的組件，主要起搭載、支撐和固定電子元器件的作用，對芯片的快速散熱起著至關(guān)重要的作用。但由于聚合物的高分子鏈存在著嚴(yán)重的聲子散射，使本征導(dǎo)熱率過低，通常小于 0.5 這遠(yuǎn)不能滿足電子器件的快速散熱需求。因此，為了滿足下一代電子器件的快速散熱需求，制備高導(dǎo)熱的材料是目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的共識。石墨烯薄膜可用作電子元件中的散熱器，散熱器通常貼合在易發(fā)熱的電子元件表面，在過去很長一段時間內(nèi)都是導(dǎo)熱膜的最理想選擇。
隨著手機(jī)、筆電、平板以及智能穿戴等電子產(chǎn)品的不可或缺，功能日益強(qiáng)大，高速處理器、高分辨率、大屏化、高像素拍攝等等，功能高度集成和輕薄化設(shè)計也使得電子產(chǎn)品的散熱問題越發(fā)突出。近年來，從低階的石墨散熱、金屬背板、邊框散熱、導(dǎo)熱凝膠散熱到中階的熱管散熱再到高階的均熱板散熱等，智能手機(jī)散熱技術(shù)不斷更迭，并出現(xiàn)多樣化多維的散熱組合方案。作為新材料行業(yè)的“后起之秀”—— 新型石墨烯導(dǎo)熱膜，因其突出的超高導(dǎo)熱率及熱通量性能優(yōu)勢，以及柔韌性優(yōu)異、質(zhì)輕等特點，備受關(guān)注，自2018年首次被華為應(yīng)用于Mate 20 X手機(jī)之后，逐漸被國內(nèi)主要手機(jī)品牌所應(yīng)用，特別是在旗艦機(jī)、游戲機(jī)上，還拓展應(yīng)用到平板上。
石墨烯散熱膜是以石墨烯為原料，采用多層石墨烯堆疊而成的高定向?qū)崮ぃＷo(hù)膜、單面膠、石墨烯膜、雙面膠和離型膜等。
2020年上半年華為投資了常州富烯科技（主導(dǎo)產(chǎn)品為石墨烯導(dǎo)熱膜、石墨烯導(dǎo)熱片等），布局石墨烯散熱技術(shù)，在一定程度上引領(lǐng)了電子設(shè)備散熱市場的發(fā)展趨勢。10月，小米宣布正式完成對墨睿科技（覆蓋石墨烯原料生產(chǎn)到導(dǎo)熱膜制備全鏈條的公司）的追加投資。材料廠商道明光學(xué)2020年10月發(fā)布公告擬投資4880萬元建設(shè)年產(chǎn)100萬平方米石墨烯膜生產(chǎn)線。2020年12月，貝特瑞旗下石墨烯導(dǎo)熱膜項目投產(chǎn)，該永安石墨烯導(dǎo)熱膜新生產(chǎn)線的年產(chǎn)能可達(dá)40萬平方米（80um厚度）。
石墨烯導(dǎo)熱膜應(yīng)用場景廣泛，例如星載雷達(dá)的 T/R 組件（Transmitter and Receiver）、光學(xué)衛(wèi)星 CCD 相機(jī)的軸向均熱、平板電腦或超級本固態(tài)硬盤、工業(yè)激光器、LED 芯片、有機(jī)電激光顯示（OLED）等。隨著石墨烯制備技術(shù)升級迭代，石墨烯導(dǎo)熱膜性能不斷得到突破。整個石墨烯導(dǎo)熱膜產(chǎn)品的上游原材料端及生產(chǎn)工藝端，均為純國產(chǎn)技術(shù)。石墨烯導(dǎo)熱膜作為至關(guān)重要的一道散熱防線，有望成為散熱行業(yè)進(jìn)口替代的新機(jī)遇。
